Pentingnya papan PCB dalam desain EMC

Selain pemilihan dan desain sirkuit komponen, desain papan sirkuit cetak (PCB) yang baik juga merupakan faktor yang sangat penting dalam kompatibilitas elektromagnetik. Kunci desain PCB di EMC adalah untuk mengurangi area pengembalian sebanyak mungkin dan membiarkan jalur pengembalian mengalir ke arah desain. Arus balik yang paling umum berasal dari retakan pada bidang referensi, transformasi lapisan bidang referensi, dan sinyal yang mengalir melalui konektor. Clash kapasitor atau wadah listrik decoupling dapat memecahkan beberapa masalah, tetapi perlu untuk mempertimbangkan keseluruhan impedansi kapasitor, berlubang, bantalan dan kabel.

LISUN SG61000-5 sepenuhnya otomatis generator lonjakan (juga disebut uji kekebalan gelombang petir, generator gelombang kombinasi, generator arus lonjakan / generator tegangan lonjakan, tegangan gelombang gabungan dan generator arus). LISUN generator gelombang dan lainnya EMC desain alat uji dengan papan PCB. Jika menemui masalah, hanya perlu mengganti papan PCB.

Strategi berlapis PCB
Ketebalan ketebalan, proses perforasi dan jumlah lapisan papan sirkuit dalam desain papan sirkuit bukanlah kunci untuk menyelesaikan masalah. Tumpukan berlapis yang sangat baik adalah bypass dan decoupling dari aliran catu daya. Kunci untuk memblokir medan elektromagnetik dari sinyal dan catu daya. Dari perspektif garis sinyal, strategi berlapis yang baik adalah meletakkan semua kabel sinyal pada satu atau beberapa lapisan, lapisan ini berada di sebelah lapisan daya atau lapisan tanah. Untuk catu daya, strategi berlapis yang baik harus berdekatan dengan lapisan daya dan lapisan tanah, dan jarak antara lapisan daya dan lapisan tanah sekecil mungkin. Inilah yang kami katakan strategi "berlapis". Di bawah ini kita akan berbicara tentang strategi stratifikasi PCB yang sangat baik.

1. Bidang proyeksi lapisan pengkabelan harus berada di area bidang baliknya. Jika lapisan pengkabelan tidak berada di area proyeksi lapisan bidang baliknya, akan ada garis sinyal di luar area proyeksi selama pengkabelan, yang akan menyebabkan masalah "radiasi tepi", dan juga akan menyebabkan area loop sinyal Essence
2. Cobalah untuk menghindari pengaturan lapisan kabel yang berdekatan. Karena garis sinyal paralel pada lapisan kabel yang berdekatan akan menyebabkan string sinyal, jika lapisan kabel tidak berdekatan, jarak antara lapisan antara dua lapisan kabel harus ditarik dengan tepat untuk mengurangi jarak lapisan antara lapisan kabel dan sinyalnya. lingkaran.
3. Lapisan bidang yang berdekatan harus menghindari tumpang tindih bidang proyeksinya. Karena ketika proyeksi tumpang tindih, kapasitansi kopling antar lapisan akan menyebabkan noise antar lapisan menjadi berpasangan.

Desain papan multi-layer:
Ketika frekuensi clock melebihi 5MHz, atau waktu naik sinyal kurang dari 5ns, untuk membuat area loop sinyal dikontrol dengan baik, desain papan multi-layer umumnya diperlukan. Perhatikan prinsip-prinsip berikut saat mendesain papan multi-lapisan:
1. Lapisan kabel kunci (jalur jam, bus, jalur sinyal antarmuka, kabel frekuensi radio, jalur sinyal reset, jalur sinyal chip, dan berbagai kabel sinyal kontrol, dll.) harus berdekatan dengan bidang dasar yang lengkap. Garis sinyal umumnya merupakan garis sinyal dengan radiasi yang kuat atau sangat sensitif. Kabel di dekat permukaan tanah dapat mengurangi area loop sinyalnya, mengurangi intensitas radiasinya, atau meningkatkan kemampuan anti-interferensi.
2. Bidang catu daya harus dibandingkan dengan penyusutan internal bidang yang berdekatan (nilai yang disarankan adalah 5 jam hingga 20 jam). Dibandingkan dengan penyusutan permukaan tanah refluksnya, power plane dapat secara efektif menghambat masalah “radiasi tepi”, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Selain itu, bidang daya kerja pemilik papan tunggal (bidang catu daya yang paling banyak digunakan) harus berdekatan dengan bidang dasarnya untuk secara efektif mengurangi area sirkuit arus daya.

3. Apakah papan tunggal lapisan TOP dan BOTTOM tidak memiliki garis sinyal ≥50MHz. Jika demikian, yang terbaik adalah mengambil sinyal frekuensi tinggi antara dua lapisan bidang untuk menghambat radiasi ruang.
Desain papan lapis tunggal dan papan lapis ganda:
Untuk desain papan satu lapis dan dua lapis, desain jalur sinyal utama dan kabel daya harus dibayar terutama. Harus ada saluran pembumian di dekat saluran catu daya untuk mengurangi luas rangkaian arus daya.

Kedua sisi garis sinyal kunci dari papan lapisan tunggal harus menjadi "Panduan Garis Kelompok", seperti yang ditunjukkan pada Gambar di bawah ini. Harus ada trotoar area yang luas pada bidang proyeksi dari garis sinyal kunci dari papan dua lapis, atau metode pemrosesan pelat lapis yang sama, dan "Garis Kelompok Pemandu" harus dirancang, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Di satu sisi, di kedua sisi garis sinyal kunci, area sinyal dapat dikurangi di satu sisi. Selain itu, juga dapat mencegah gangguan string antara jalur sinyal dan kabel sinyal lainnya.

Untuk desain papan satu lapis dan dua lapis, desain jalur sinyal utama dan kabel daya harus dibayar terutama. Harus ada saluran pembumian di dekat saluran catu daya untuk mengurangi luas rangkaian arus daya.

Kedua sisi garis sinyal kunci dari papan lapisan tunggal harus menjadi "Panduan Garis Kelompok", seperti yang ditunjukkan pada Gambar di bawah ini. Harus ada trotoar area yang luas pada bidang proyeksi dari garis sinyal kunci dari papan dua lapis, atau metode pemrosesan pelat lapis yang sama, dan "Garis Kelompok Pemandu" harus dirancang, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Di satu sisi, di kedua sisi garis sinyal kunci, area sinyal dapat dikurangi di satu sisi. Selain itu, juga dapat mencegah gangguan string antara jalur sinyal dan kabel sinyal lainnya.

Catatan: Garis merah adalah garis sinyal kunci, dan garis biru adalah garis dasar

keterampilan tata letak PCB
Saat mendesain tata letak PCB, prinsip desain garis lurus di sepanjang aliran sinyal ke garis lurus harus dikelilingi sepenuhnya. Ini dapat menghindari sambungan langsung dari sinyal dan mempengaruhi kualitas sinyal. Selain itu, untuk mencegah interferensi dan kopling antara rangkaian dan komponen elektronik, penempatan rangkaian dan tata letak komponen harus mengikuti sebagai berikut:
1. Jika antarmuka "bersih" pada papan tunggal, filter dan perangkat isolasi harus ditempatkan pada pita isolasi antara "bersih" dan tempat kerja. Ini dapat menghindari perangkat penyaringan atau isolasi yang digabungkan satu sama lain melalui lapisan bidang untuk melemahkan efeknya. Selain itu, di “tanah bersih”, tidak ada perangkat lain yang dapat ditempatkan kecuali perangkat penyaringan dan pelindung.

2. Ketika berbagai sirkuit modul ditempatkan pada PCB yang sama, sirkuit digital dan sirkuit simulasi, sirkuit kecepatan tinggi dan kecepatan rendah harus dipisahkan untuk menghindari interferensi antara sirkuit digital, sirkuit analog, sirkuit kecepatan tinggi, dan sirkuit rendah - sirkuit kecepatan. Selain itu, ketika ada sirkuit berkecepatan tinggi, sedang, dan rendah pada papan sirkuit pada saat yang sama, untuk menghindari kebisingan sirkuit frekuensi tinggi yang memancar melalui antarmuka, prinsip tata letak pada gambar di bawah ini harus diikuti.

3. Sirkuit filter di port input papan saluran harus ditempatkan dekat dengan antarmuka agar tidak digabungkan lagi oleh saluran filter.

4. Perangkat penyaringan, perlindungan, dan isolasi dari rangkaian antarmuka berada di dekat penempatan antarmuka. Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini, efek perlindungan, penyaringan, dan isolasi dapat dicapai secara efektif. Jika ada penyaringan dan sirkuit pelindung pada antarmuka, prinsip perlindungan pertama dan kemudian penyaringan harus diikuti. Karena rangkaian pelindung digunakan untuk melakukan penekanan tegangan lebih dan arus lebih eksternal, jika rangkaian pelindung ditempatkan setelah rangkaian filter, rangkaian filter akan rusak oleh tekanan berlebih dan arus berlebih. Selain itu, karena kabel input dan output dari rangkaian akan melemahkan efek penyaringan, isolasi atau perlindungan saat rangkaian digabungkan satu sama lain. Saat tata letak, rangkaian filter (filter), isolasi, dan kabel input dan output dari rangkaian pelindung tidak boleh digabungkan.

5. Sirkuit atau perangkat sensitif (seperti sirkuit reset, dll.) Jauh dari tepi papan tunggal, terutama tepi antarmuka veneer setidaknya 1000mil.

6. Sirkuit unit atau perangkat dengan perubahan arus besar (seperti ujung input dan output modul daya, kipas, dan relai) harus ditempatkan berdekatan untuk mengurangi area loop dari sirkuit arus besar.

7. Perangkat filter harus dikosongkan secara paralel untuk mencegah sirkuit setelah penyaringan terganggu lagi.

8. Stry, crystal, relay, switching power dan perangkat radiasi kuat lainnya setidaknya berjarak 1000 mil dari konektor antarmuka veneer. Dengan cara ini, interferensi dapat dipancarkan langsung dari kabel atau arus digabungkan ke radiasi luar.

Aturan kabel PCB
Selain pemilihan dan desain sirkuit komponen, kabel papan sirkuit cetak (PCB) yang baik juga merupakan faktor yang sangat penting dalam kompatibilitas elektromagnetik. Karena PCB adalah bahan yang melekat pada sistem, kompatibilitas elektromagnetik yang ditingkatkan pada kabel PCB tidak akan menimbulkan biaya tambahan untuk penyelesaian akhir produk. Siapa pun harus ingat bahwa kabel PCB yang buruk dapat menyebabkan lebih banyak masalah kompatibilitas elektromagnetik, daripada menghilangkan masalah ini. Dalam banyak contoh, meskipun filter dan komponen ditambahkan, masalah ini tidak dapat diselesaikan. Pada akhirnya, dia harus memasang ulang seluruh papan. Oleh karena itu, mengembangkan kebiasaan pengkabelan PCB yang baik di awal adalah metode yang paling menghemat uang. Berikut ini akan diperkenalkan beberapa aturan universal pengkabelan PCB dan strategi desain kabel daya, kabel arde, dan kabel sinyal. Akhirnya, sesuai dengan peraturan ini, langkah-langkah perbaikan untuk sirkuit papan sirkuit tercetak tipikal dari pengatur udara.

1. Pemisahan kabel
Fungsi pengkabelan adalah untuk meminimalkan tusuk sate dan kopling kebisingan antara garis yang berdekatan di lapisan PCB yang sama. Spesifikasi 3W menunjukkan bahwa semua sinyal (jam, video, audio, reset, dll.) Harus diisolasi antara online dan garis, tepi, tepi ke tepi seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10. Untuk lebih mengurangi kopling magnet, tolok ukurnya adalah didistribusikan di dekat sinyal kunci untuk mengisolasi kebisingan kopling yang dihasilkan pada jalur sinyal lainnya.

2. Jalur perlindungan dan pengalihan
Pengaturan jalur pengalihan dan perlindungan adalah metode yang sangat efektif untuk isolasi dan perlindungan sinyal jam sistem dalam sistem yang penuh dengan kebisingan. Pada gambar di bawah ini, garis paralel atau proteksi pada PCB didistribusikan sepanjang garis sinyal kunci. Garis perlindungan tidak hanya mengisolasi fluks magnet sambungan yang dihasilkan oleh garis sinyal lain, tetapi juga diisolasi dari sambungan garis sinyal lain dari sambungan garis sinyal lainnya. Perbedaan antara diversion line dan protection line adalah diversion line tidak perlu disambung (dihubungkan ke ground), tetapi kedua ujung dari protection line harus dihubungkan ke ground. Untuk lebih mengurangi sambungan, jalur perlindungan di PCB multi-lapisan dapat ditambahkan ke tanah di setiap bagian lainnya.

3. Desain kabel listrik
Bergantung pada ukuran papan saluran, lebar saluran listrik ditebalkan sebanyak mungkin untuk mengurangi resistansi rangkaian. Pada saat yang sama, arah kabel daya dan jalur arde konsisten dengan arah transmisi data, yang membantu meningkatkan kemampuan menahan kebisingan. Dalam panel tunggal atau panel ganda, jika kabel listriknya panjang, kapasitor kopling harus ditambahkan ke tanah setiap 3000mil, dan nilai kapasitansinya adalah 10UF + 1000PF.

4. Desain tanah
Prinsip desain garis tanah adalah:
(1) Secara digital terpisah dari simulasi. Jika ada rangkaian logika dan rangkaian kabel pada papan saluran, keduanya harus dipisahkan sebisa mungkin. Dasar sirkuit frekuensi rendah harus digunakan sebagai satu titik dan menghubungkan tanah. Ketika pengkabelan yang sebenarnya sulit, sebagian dapat dihubungkan secara seri sebelum menghubungkan tanah. Sirkuit frekuensi tinggi harus mengadopsi ground penghubung multi-titik, garis ground harus disewa pendek dan sewa, dan elemen frekuensi tinggi harus digunakan sebagai area yang luas dari foil lantai seperti grid sebanyak mungkin.
(2) Garis pentanahan harus setebal mungkin. Jika kabel pembumian digunakan dengan jalur yang sangat terjal, potensi pembumian akan berubah dengan perubahan arus untuk mengurangi kinerja anti-kebisingan. Oleh karena itu, garis pentanahan harus lebih tebal sehingga bisa tiga kali lipat dari arus yang diperbolehkan pada papan cetak. Jika memungkinkan, garis tanah harus di atas 2 ~ 3mm.
(3) Garis tanah merupakan loop tertutup. Papan cetak yang terdiri dari sirkuit digital sebagian besar dapat meningkatkan kapasitas anti-noise.

5. Desain kabel sinyal
Untuk kabel sinyal kunci, jika papan tunggal memiliki lapisan perutean sinyal internal, garis sinyal utama seperti jam adalah kain di lapisan dalam, dan lapisan kabel yang disukai lebih disukai. Selain itu, garis sinyal kunci tidak boleh bergerak melintasi area pembagian, termasuk celah bidang referensi yang disebabkan oleh perforasi dan bantalan, jika tidak maka akan menyebabkan area loop sinyal bertambah. Selain itu, garis sinyal kunci harus dari tepi bidang referensi ≥ 3H (H adalah ketinggian bidang referensi jarak garis) untuk menghambat efek radiasi tepi.

Untuk kabel sinyal sensitif seperti jalur jam, bus, dan kabel frekuensi radio, dan kabel sinyal reset, jalur sinyal chip, sinyal kontrol sistem, dan kabel sinyal sensitif lainnya, jalur sinyal harus dijauhkan dari antarmuka. Oleh karena itu, hindari penggandengan interferensi pada jalur sinyal radiasi yang kuat ke jalur sinyal keluar dan pancarkan ke luar; menghindari kopling interferensi eksternal dari interferensi asing yang dibawa antarmuka ke jalur sinyal sensitif, menyebabkan operasi kesalahan sistem.

Untuk kabel sinyal diferensial harus berada pada lapisan yang sama, sama, dan garis paralel untuk menjaga impedansi tetap konsisten, tidak ada perutean lain di antara garis diferensial. Karena impedansi co-mode dari saluran diferensial sama, ia dapat meningkatkan kemampuan anti-interferensinya.
Menurut aturan pengkabelan di atas, sirkuit papan sirkuit tercetak tipikal pengatur udara ditingkatkan dan dioptimalkan, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Secara umum, perbaikan dari EMC desain desain PCB adalah: Sebelum pemasangan kabel, pelajari skema desain jalur kembali, ada peluang terbaik untuk sukses, yang dapat mencapai tujuan mengurangi radiasi EMI. Dan sebelum pengkabelan yang sebenarnya, mengubah lapisan pengkabelan, dll., tidak perlu mengeluarkan uang, adalah pendekatan termurah untuk meningkatkan EMC.

Lisun Instrumen Terbatas ditemukan oleh LISUN GROUP di 2003. LISUN sistem kualitas telah disertifikasi secara ketat oleh ISO9001:2015. Sebagai Keanggotaan CIE, LISUN produk dirancang berdasarkan CIE, IEC dan standar internasional atau nasional lainnya. Semua produk lulus sertifikat CE dan diautentikasi oleh lab pihak ketiga.

Produk utama kami adalah Goniofotometer, Mengintegrasikan Sphere, Spectroradiometer, Generator Surge, Senjata Simulator ESD, Penerima EMI, Peralatan Uji EMC, Penguji Keamanan Listrik, Kamar Lingkungan, suhu Kamar, Kamar Iklim, Kamar Termal, Tes Semprotan Garam, Ruang Uji Debu, Uji tahan air, Uji RoHS (EDXRF), Uji Kawat Cahaya dan Uji Jarum Api.

Silakan hubungi kami jika Anda membutuhkan dukungan.
Dep Teknologi: Service@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8615317907381
Dep Penjualan: Sales@Lisungroup.com, Cell / WhatsApp: +8618117273997

Tags:EFT61000-4 , EMI-9KB , ESD61000-2 , SG61000-5